ad转换器全解Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:14255265
- 上传时间:2022-10-20
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:452.70KB
ad转换器全解Word文档下载推荐.docx
《ad转换器全解Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ad转换器全解Word文档下载推荐.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
d)培养学生的创新能力。
2、技术指标及要求:
1电源土5V
2输出数字量8位
3误差1LSB
4定时开始转换或手动控制开始
5有转换结束标志
6输入电压直流电压0〜2.5V;
7主要单元电路和元器件参数计算、选择;
8画出总体电路图;
9安装自己设计的电路,按照自己设计的电路,在通用板上焊接。
焊接完毕后,应对照电路图仔细检查,看是否有错接、漏接、虚焊的现象;
10调试电路;
11电路性能指标测试;
12提交格式上符合要求,内容完整的设计报告;
3、总体设计
总体设计框图
上图为8位为计数式8位A/D转换器的总体设计框图。
该八位AD转换器由以下几部分组成:
1)模拟电压产生电路2)电压比较电路3)DA转换电路4
脉冲产生电路5)控制电路6)计数电路7)输出电路
3.2电路组成及工作原理
计数式8位A/D转换器设计的思路是:
先由555定时器构成的多谐振荡器产生方波信号,输入由控制芯片74LS00构成的与非门,再把74LS00的输出信号输入到由两片74161构成的计数器,74161的输出信号经DAC083教模转换器后,输出的信号经LM324构成的比较器与待转换电压进行比较,最后结果由Q7,Q6Q5,Q4,Q3,Q2Q1,Q0输出。
3.3各框图的功能和可选电路及特点
1)模拟电压产生电路:
在电位器上产生0〜2.5V的待转换电压。
2)电压比较电路:
比较两个电压值进行判断并输出高电平或低电平,待转换电
压Vx进入比较器正端,而经DA转换器转换出的模拟电压量Vy则进入比较器负端与Vx比较。
若Vx>
Vy,则比较器输出为高电平,反之为低电平。
3)DA转换电路:
将数字量转化为模拟量,可以选用DAC0832输出为电流量,需转化成模拟电压量才可以与待转换电压Vx比较。
4)脉冲产生电路:
产生一个频率较高的方波信号CP可选用555构成的多谐振荡器。
5)控制电路:
可选电路为74LS00,控制计数电路的计数功能,由比较器的输出结果和脉冲信号CP共同决定,555构成的多谐振荡器输出上升沿时,加计数器开始计数。
6)计数电路:
进行加记数,输出的数字量进入DA转换电路变为模拟电流量,为了完成八位计数,可使用两个74LS161。
7)输出电路:
输出八位分别为Q7,Q6Q5Q4,Q3Q2Q1,Q0,可以用发光二极管显示。
3.4电路制作所需的工具
工具名称
工具数量
电烙铁
1
万用表
剪刀
镊子
3.5元器件列表
元件名称
元件数量
10K电阻
6
2
1K电位器
33K电阻
9
发光二极管
8
C473电容
47u电容
集成块LM324
集成块555
集成块74LS161
集成块74LS00
8位D/A转换器DAC0832
20针插座
16针插座
14针插座
8针插座
通用板
焊锡丝
若干
导线
4、单元电路设计
4.1模拟电压产生电路
卷兀「匚;
"
二.二洛将1K电阻与1K电位器相连,电阻一段接+5V电压,电位器
端接地,电位器中间接输出,则可以得到输出电压在0〜2.5V
4.2输出电路
30一30
3
将Q7-Q0分别接330Q的电阻和发光二极管,构成D7〜D0的输出
电路。
4.3555信号发生器
555定时器它是一种时基电路,它是一种应用极为广泛的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
由于555内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路方式,他的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。
向电容C充电,充电到两端电压为2/3的Vcc时,触发器复位,Vo为低电平,电容C473通过RB向放电端7端放电,当两端电压下降到1/3的Vcc时,触发器又被复位,Vo翻转为高电平。
电容C在(1/3)Vcc和(2/3)Vcc之间充电和放
电,从而使信号发生器产生方波信号
充电时间为0.7X(R1+R2C=0.7X(10X103+10X103)X47000X10-12=6.58X10-s,放电时间为0.7XR2XC=0.7X10X10X47000X10-=3.29X10-s,周期T=6.58X10-4+3.29X10-4s=9.87X10-4s
4.4555信号清零
数据显示时间为0.7X(R1+R2C=0.7X(33X103+330)X47X10-6=1.097s,放电时间为0.7XR2XC=0.7X330X47X10-6=10.86ms,周期T=1.1s。
4.574LS00
输入方波信号,10端接LM324的输出端产生的方波,9端接比较器输出的电压,8端为输出的信号接入计数器电路。
与逻辑真值表
A
B
L=A&
4.6计数器电路
计数器电路
控制电路是由两
个74LS161计数器构成的,74LS161正常工作时由0000开始计数,现在外接了与非门,同步预置数计数过程从0001开始。
4.7D/A转换器DAC0832
D/A转换器的结构有很多种,分为电压定标、电荷定标、电流定标等。
不同结构的D/A转换器在性能上是有差异的。
单纯采用一种定标方式,需要有很高的匹配精度,否则很难实现高精度转换。
我们采用集成块DAC0832
DAC0832是一个8位D/A转换器。
单电源供电,从+5V〜+15V均可正常工作,基准电压范围为10V,电流建立时间为1卩s,CMOS:
艺,低功耗20mW/
DAC0832专换器芯片为20引脚,双列直插式封装,能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。
在DAC083冲有两级锁存器,第一级锁存器称为输入寄存器,它的允许锁存信号为ILE,第二级锁存器称为DAC寄存器,它的锁存信号也称为通道控制信号(XFER,当ILE为高电平,片选信号(CS和写信号(WR1为低电平时,输入寄存器控制信号为1时,输入寄存器的输出随输入而变化。
此后,当(WR1由低电平变高时,控制信号成为低电平,数据被锁存到输入寄存器中,此时输入寄存器的输出端不再随外部数据的变化而变化。
使用时,数据输入可以采用两级锁存(双锁存)形式,或单级锁存(一级锁存,一级直通)形式,或直接输入(两级直通)形式。
3个门电路组成寄存器输出控制逻辑电路,该逻辑电路的功能是进行数据锁存控制。
Vcc:
电源电压(+5〜+15)V。
AGND模拟地
NGND数字地
4.8LM324比较器
LM324是四运放集成电路,它
采用14脚双列直插塑料封装,外形如下图所示。
它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图(a)所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,
“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。
两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;
Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时,即开环状态,理论上运放的开环放大倍数为无穷大,此时运放形成一个电压比较器,其输出如不是高电平(V+),就是
低电平(V-或接地)。
当正输入端电压高于负输入端电压时,运放输出低电平。
5、调试
5.1模拟电压产生电路的调试
连接好电路,用数字电压表测量电位器中间输出电压是否在0〜2.5V内在0〜2.
5V内,则模拟电压产生电路正常。
5.2输出电路的调试
将Q7-Q0接逻辑电平输入,当逻辑电平为1时,发光二极管亮,则输出电路正常。
5.3信号发生器的调试
先卸下除555芯片的其他芯片,在8端口接+5V电压,1端口接地,3端口接上示波器,调节示波器,观察波形,是否为方波,其频率是f=1/(Tph+Tpl)o如果不是,检查电阻,电容,线路,以及555元件。
如果失真,检查接触是否良好,是否有虚焊等。
在测试中发现输出的波形不为方波,经检查发现有一根导线不导电,导线的内部中间端了,更换导线后,测得输出波形为方波,频率f=1.471KHZ。
5.4555信号清零的调试
先卸下除555芯片的其他芯片,在8端口接+5V电压,1端口接地,3端口接上示波器,调节示波器,观察波形,是否为矩形波。
如果不是,检查电阻,电容,线路,以及555元件。
5.574LS00的调试
将9、10两端分别接电平输入,将8端接电平显示。
测试是否符合当9端为低电平,10端为低电平时,输出为低电平;
9端为低电平,10端为高电平时,输出为低电平;
9端为高电平,10端为低电平时,输出为低电平;
当9、10两端均为高电平时,输出为高电平。
5.674161的调试
先卸下除74LS161芯片的其他芯片,芯片Vcc接+5V电压,GND端接地,两个计数器的ET,RD,LD,EP端接高电平,CP端接上单次脉冲,八个输出端分别按顺序接在八个电平显示上,按单次脉冲按钮,观察8位电平显示的输出是否为逐个增大的二进制数,达到同步加计数器的功能。
5.7DAC0832的调试
先卸下除DAC0832芯片的其他芯片,芯片Vcc接+5V电压,VREF接-5V电压,WR1WR2XFERCSIout2、AGNDGND端接地,八个输入端接电平输入,用万用表测量观察输出端的电压变化情况,黑表笔接地,红表笔接Rfb,依
次打开逻辑开关,看万用表示数是不是逐渐增大,如电压随输入电平二进制数的增大而增大,则DAC0832芯片调试成功。
5.8LM324的调试
将LM324与已调好的DAC0832相连,DAC0832的Vcc接+5V电压,VREFS-5V电压,WR1WR2XFERCSIout2、AGNDGND端接地,八个输入端接电平输入,
用万用表测LM324输出端14端的电压,如随电平二进制数增大而增大,则LM324调试成功。
先检查线路是否短路,断路,是否有虚焊。
按原理图,接上所有元器件,接通电源。
匀速调节电位器,从而改变输出电压。
观察发光二极管是否随其缓慢改变。
记录显示数据,统计数据。
数据记录
输入电压/V
输出电压(二进制)
输出电压(十进制)/V
0.16
00000110
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ad 转换器
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)